Парадоксы ракеты. Еще о парадоксах ракеты

Парадоксы ракеты. Еще о парадоксах ракеты

Авторы:

Жанры: Астрономия и Космос, Физика

Циклы: не входит в цикл

Формат: Полный

Всего в книге 6 страниц. У нас нет данных о годе издания книги.

Ари Абрамович Штернфельд, некогда известный популяризатор космонавтики, написал в конце 1930-х годов две статьи, которые могут удивить и сегодня. «Техника — молодежи», 1940, №№ 1, 12.

Читать онлайн Парадоксы ракеты. Еще о парадоксах ракеты



Среди различных тепловых двигателей особое место занимает ракета. Ей принадлежит будущее. Скорости ракетного корабля во много раз превосходят скорости всех других летательных аппаратов. Недаром с ракетой связана заветная мечта человечества о межпланетных сообщениях.

Ракетный двигатель отличается некоторыми особенностями. Этого не учитывают иногда даже многие специалисты. Между тем при решении проблем ракетоплавания необходимо отрешиться от обычных представлений, сложившихся при работе с другими двигателями. Об этом свидетельствуют предлагаемые ниже «парадоксы ракеты», вскрытые А. Штернфельдом, автором труда «Введение в космонавтику», удостоенного Международной поощрительной премии по астронавтике в 1934 г.


Парадокс массы ракеты

Две ракеты подготовлены к полету. Форма и общие размеры обеих ракет одинаковы, запасы горючего тоже одинаковы. Разница только в весе: одна ракета весит 193 килограмма, другая, облегченной конструкции, весит 98 килограммов, т. е. почти вдвое меньше. Какая же из них поднимется выше?

Бесспорным считается положение, что более легкая ракета достигнет большей высоты: ведь ей придется поднимать меньший груз.

Однако исследования показывают, что это может быть не всегда так.

Произведем соответствующие вычисления для разбираемого здесь конкретного случая. Нам придется учесть скорость истечения газов, секундный расход горючего и все другие условия, которые влияют на быстроту движения ракеты.

Расчеты показывают, что тяжелая ракета весом в 193 килограмма поднимется на высоту 6725 метров, а вторая, более легкая, взлетит на высоту только 6160 метров. Таким образом, тяжелая ракета поднимется выше легкой.

В чем же секрет этого кажущегося противоречия?

Чтобы разобраться в этом, необходимо рассмотреть общие условия полета ракеты. Начнем с момента старта. Ракета отрывается от земли и летит вверх потому, что в двигателях ее непрерывно взрывается горючая смесь и энергия взрыва толкает весь аппарат все выше и выше.

Но вот наступает момент, когда все горючее израсходовано. В этот момент дальше от Земли будет находиться легкая ракета, обладающая большей скоростью подъема, чем ракета тяжелая.

Однако, когда горючее израсходовано, оба летательных аппарата продолжают еще некоторое время полет по инерции. И с этого момента как раз вступают в действие силы, приводящие к парадоксальным результатам. Что же это за силы?

Поднимаясь вверх, ракета преодолевает не только притяжение Земли, но и сопротивление воздуха. А это сопротивление растет пропорционально квадрату скорости и для быстро двигающихся тел достигает громадной величины. На высоте 80 километров плотность воздуха ничтожно мала. Современные самолеты, обладающие сравнительно небольшими скоростями, не смогли бы там летать: разреженный воздух давал бы слишком слабую опору их крыльям. Тем не менее даже в этой среде болиды и метеориты, падающие с огромной скоростью, испытывают такое колоссальное сопротивление воздуха, что сгорают, не долетев до Земли.

Теперь вернемся к ракетам. Легкая ракета начинает двигаться по инерции, обладая большей скоростью по сравнению с тяжелым аппаратом. Следовательно, ей придется преодолевать и большее сопротивление воздушной среды. Уже по одному этому она оказывается в менее выгодном положении, чем тяжелая ракета. А кроме того, она обладает и меньшими возможностями, чтобы преодолевать сопротивление воздуха. Почему? Да потому, что у нее масса значительно меньшая по сравнению с тяжелым аппаратом. А чем меньше масса летательного аппарата, тем меньше живой силы накопит он, чтобы преодолевать сопротивление воздуха при движении по инерции.

Вот почему наша тяжелая ракета за время движения по инерции не только догонит вырвавшуюся вперед легкую ракету, но и значительно перегонит ее.

Заметим, что речь все время шла о летательных аппаратах с совершенно конкретными данными. Чтобы не усложнять изложения, мы не упомянули о том, что обе ракеты — составные, т. е. каждая из них составлена из двух летательных аппаратов — верхнего и нижнего. На высоте 4 тыс. метров нижние ракеты, исчерпав весь запас горючего, отпадают, и дальнейший подъем совершают только верхние ракеты, причем в этот момент у них одна и та же скорость — 300 метров в секунду.

Парадокс остается в силе и для несоставных ракет, но в этом случае разница в высоте подъема будет менее значительна. 


Три пилота должны поставить рекорд высоты на ракетных снарядах. Для этого каждому из них  предоставлено по ракете совершенно одинаковой формы, размерив и конструкции. Запасы  горючего во всех ракетах тоже одинаковы. На рисунках показано, что сделал каждый из  летчиков, чтоб на своем снаряде подняться как можно выше.



Первый пилoт решил максимально уменьшить вес ракеты. Убрав из кабины все предметы, он даже  сам отказался от полета, считая, что пустая ракета взлетит выше, чем загруженная. По  сравнению с весом топлива вес самой ракеты стал ничтожно мал. Однако расчеты пилота не  оправдались. Облегченная ракета остановилась, как только двигатели сожгли все топливо.  Масса ее оказалась слишком мала, чтобы преодолевать сопротивление воздуха во время полета  по инерции. Ракета достигла высоты 4960 метров.


С этой книгой читают
Пятьдесят лет в космической баллистике

Автор книги Анатолий Викторович Брыков — участник Великой Отечественной войны, лауреат Ленинской премии, заслуженный деятель науки и техники РСФСР, почетный академик и действительный член Академии космонавтики им. К. Э. Циолковского, доктор технических наук, профессор, ведущий научный сотрудник 4 Центрального научно-исследовательского института Министерства обороны Российской Федерации.С 1949 года, после окончания Московского механического института, работал в одном из ракетных научно-исследовательских институтов Академии артиллерийских наук в так называемой группе Тихонравова.


Большой космический клуб. Часть 1

Книга «Большой космический клуб» рассчитана на широкий круг читателей и рассказывает об образовании, становлении и развитии неформальной группы стран и организаций, которые смогли запустить национальные спутники на собственных ракетах-носителях с национальных космодромов.


Сферы света [Звезды]

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Есть ли Бог

В книге рассказывается история главного героя, который сталкивается с различными проблемами и препятствиями на протяжении всего своего путешествия. По пути он встречает множество второстепенных персонажей, которые играют важные роли в истории. Благодаря опыту главного героя книга исследует такие темы, как любовь, потеря, надежда и стойкость. По мере того, как главный герой преодолевает свои трудности, он усваивает ценные уроки жизни и растет как личность.


Верхом на ракете. Возмутительные истории астронавта шаттла

Воспоминания американского астронавта Майкла Маллейна посвящены одной из наиболее ярких и драматичных страниц покорения космоса – программе многоразовых полетов Space Shuttle. Опередившая время и не использованная даже на четверть своих возможностей система оказалась и самым опасным среди всех пилотируемых средств в истории космонавтики. За 30 лет было совершено 135 полетов. Два корабля из пяти построенных погибли, унеся 14 жизней. Как такое могло случиться? Почему великие научно-технические достижения несли не только победы, но и поражения? Маллейн подробно описывает период подготовки и первое десятилетие эксплуатации шаттлов.


Затмение Луны и Солнца

Серия научно-популяризаторских рассказов в художественной форме об астрономических событиях.


Самый красивый гриб

Рассказ Юза Алешковского из сборника «Кыш и Двапортфеля».


Научное открытие

Рассказ Юза Алешковского из сборника «Кыш и Двапортфеля».


Клуб неверных мужчин
Жанр: Детектив

На этот раз Турецкий расследует череду странных, похожих друг на друга убийств. Однако жертвы никогда не были знакомы, и вычислить преступника практически невозможно. Но Турецкий уверен: между чиновником министерства, известным в узких кругах живописцем и журналистом есть связь. И в конце концов он обнаруживает ее, выйдя на закрытый элитный клуб, членов которого объединяет тайна. Недостающее звено найдено. Преступление раскрыто. Но внезапно Турецкий понимает, что с самого начала им изобретательно манипулировали и настоящее расследование только начинается.


Декстер мёртв

Неужели Декстеру Моргану – прекрасному аналитику, верному мужу, добродетельному отцу и серийному убийце, который охотится лишь на других убийц, – пришел конец?! Он потерял все: работу, карьеру, жену, детей, и даже любимая сестра Дебора больше не желает иметь с ним ничего общего. Декстер – в тюрьме по обвинению во множестве убийств… Однако именно ЭТИХ убийств он не совершал.Помочь Декстеру соглашается только брат Брайан – человек, натворивший таких дел, что сам Декстер в сравнении с ним невинный агнец… Однако Брайан требует ответной услуги.И Декстер, которому уже нечего терять, вновь начинает танец со Смертью.


Другие книги автора
На малой луне

Репортаж о работе космонавтов на малой луне, или как мы сейчас говорим — орбитальной космической станции. Написан за пять лет до полета Первого искусственного спутника Земли…


Рейс на Меркурий

Издано в журнаде «Юность», 1955 г., № 3.На цветной вкладке слева: «Мы не только ездили на нашем корабле-вездеходе, но я путешествовал пешком по Меркурию» (А. Штернфельд «Рейс на Меркурий», стр. 94). Худ. Н. Гришин.


Полет на Марс

Издано : журнал "Смена", 1956 г. №14Рисунки В. Воронцова и Л. Сивкова.


Великое испытание

Фантастический репортаж об одном из первых полетов в космос, осуществленном в СССР…